复合冲裁模模具设计
郑州工业应用技术学院
本科生毕业设计说明书
题目：复合冲裁模模具设计
指导教师：尤奇职称：硕士研究生
学生姓名：杨小松学号： 1302130420 专业：机械设计制造及其自动化
院（系）：机电工程学院
答辩日期： 2017年月日
2017年月日
摘要
这一次的设计是复合冲裁模，复合冲裁是在一次冲压过程中可以一起完成两步或两步更多的工序。在老师指导下我查阅相关材料，在实验室进行多种模具的拆装和安装实验，认识模具的基本结构，使用冷冲压模具的设计和制造、机械作图及互换性及技术测量的基本知识，学习并使用Pro/E、CAD等电脑作图软件，按照冲压设计理论，从而确定冲压设计方案，冲压工序，毛坯排样图。该复合冲裁模将落料、冲孔两步同时完成。该模具选用了合适的凸、凹模间隙及最好的模具设计构造完成工件的加工要求。它具备操作便利、一次成形、生产快的优点。叙述了冲压复合模具的大体构造和加工过程，为满足冲裁件的质量，提出了复合模具设计和加工的注意事项。这种设计思绪可扩宽运用到别的相似零件的冲裁制造中。
关键词：落料冲孔复合模
Abstrast
This design is the compound blanking die, the compound blanking is in the punch presses a stamping process to be possible at the same time to complete two steps or above two steps. Under the guidance of teachers in my access to relevant materials, a variety of mold disassembly and installation in the laboratory experiment, understanding of the basic structure of the mold, cold stamping mold design and manufacturing, mechanical drawing and interchangeability and measuring technology of basic knowledge, learning and the use of Pro/E, CAD and other computer software, according to stamping design theory, so as to determine the stamping design, stamping process, layout. The compound blanking die is completed by two steps of blanking and punching. The die has the advantages of reasonable convex and concave die gap and the best mold design structure. The utility model has the advantages of convenient operation, once forming and high production efficiency. In this paper, the overall structure and the working process of the stamping die for the parts are described. In order to ensure the quality of the blanking parts, the key points of the design and processing of the compound die are pointed out. The design idea can be extended to other similar parts of the blanking process.
Key Word:BlankingpunchingCompound die
目录
1绪论1
2 工艺设计4
2.1 零件及其冲压工艺性分析4
2.1.1冲压工艺及模具设计的内容及步骤4
2.2 确定工艺方案4
2.2.1冲裁工序的组合5
2.2.2冲裁件结构工艺性6
2.3主要参数的计算6
2.3.1冲裁力6
2.3.2 材料的周长和面积8
2.3.3 材料的经济利用8
2.3.4压力中心的计算10
2.4 选择冲压设备14
2.4.1常用压力机的分类14
2.4.2压力机类型的选择14
2.4.3确定设备规格14
3 模具零件设计16
3.1 冲模的分类16
3.2 冲模零件的分类17
3.3 工作零件17
3.3.1凹模的设计17
3.3.2模长度确定及其强度校核18
3.3.3冲模刃口尺寸的计算21
3.4 定位零件27
3.5 压料、卸料零件27
3.6 连接及固定零件30
3.6.1模柄30
3.6.2上、下模座30
3.7 模具结构形式的确定30
3.8 确定导向方式30
4 模具的装配及工作过程31
4.1模具的装配31
4.2工作过程31总结32
参考文献33
致谢35
1绪论
冲裁工艺是塑性件，它大都用在加工板料零件的时候，也叫做板料冲压。冲压不光可以用来加工金属板料，还可用来加工不是金属的板料。在冲压加工的时候，板料在模具的工作下，在它的里面产生使其发生形变的内力。当内力的效果到达某个水平的时候，板料或者板料的某一个地方就会发生及内力的作用性子相对应的形变，因而得到既定的形状、尺寸和功用的零件。
冲压生产是依靠模具和冲压设备共同完成工作的过程，因此它的产量高且因为操控简单，还容易达成机械化和自动化。
运用模具制造，能够得到别的加工方式所不可以或者难以达到的、外形复杂的零件。
冲压零件的精密程度是由模具的精密程度所保证的，所以零件的质量不会变化，通常没必要再经过过机械加工就可以用。
冲压工作通常没有必要加热板料，也不类似切削加工那种大面积切削毛坯，因此它不仅节约材料，还节省生产时间。冲压零件的外表质量很优秀，所运用的原坯料是冶金厂家大批量扎制板料或带料，在模具的加工过程中坯料的外表面不会受到破坏。
冲压工艺在各种军用器械、民用器械、交通出行、土木建筑和航空航天等加工生产上占据很大的地位。因而，冲压工艺是一样产品质量优秀又成本比较低下的生产工艺。用它加工的零件通常具备质量轻且强度高的优点。当代各种发达工业化的国家的冲压加工技术都是很优秀的。在中国的特色社会主义现代化建设过程中，冲压加工占据十分重要的地位。
冲压工艺、模具和冲压设备等正在顺着科学的前进而跟着前进，从大体上发现，当今冲裁工艺及模具设计的大体发展方向能总结为这几个方面：
(1)、冲压成型工艺及理论的研究
这几年来，冲裁成型的工艺有许多的新的进展,尤其是精密冲裁，复合材料的加工成型，软模成形和电磁成形等新方法发展惊人，冲裁件的加工精度一天比一天精确，生产的效率也日渐提升，是要把冲压技术提升到高质量的、新的程度。
因为运用了计算机辅助冲压成形，已从原先的对于应力应变进行有限元等计算而逐渐成长到运用计算机实现工艺过程的模拟及计算，已经达到冲压过程的改良设计。
(2)、冲压加工自动化及柔性化
因为要顺从大量、高效的生产需求,在模具设备上大量运用了多种类型的自动化的进、出料机械。特别是为其配备了机械手或者机器人，这样不光提升了冲压件
的生产质量和产能，还提升了操作工人的安全性。在中小零件的大量生产过程中，已经大量运用多工位级进模、多任务位的压力机或速度更高的压力机。在小生产量多样式加工上，目前正在研究柔性制造系统(FMS)，为了顺从多样式的加工是重复更换模具的需求，已经发明出快换模系统。而今，大量加工上,更换一种大型冲压模具，只需要6~8分就可以完工。另外，这几年来，集成制造系统（CIMS）也正在被人们运用到冲压加工系统，而且使设计、冲压加工、工件运输、储存、质量检验和加工管理等全方位实现自动化。
(3)、冲模CAD/CAM
先于美国的Die Comp公司于1971年在简单级进模中最先把CAD/CAM 技术运用到冲裁模的设计和制造当中，冲裁模CAD/CAM 技术已经是冲压工艺和模具的重要发展前景之一。1978年于日本的机械实验室首先开发出了MEL系统,让CAD从此以后变的更加实用。在中国，关于冲压模具的CAD/CAM上同样也有重大的成就。80年代初，上海交大就开始了大规模的研究CAD/CAM工作，当下已于上海交大创立了大规模的模具CAD/CAM国家工程中心。并在华中理工成立了模具CAD/CAM全国重要实验室。
因为运用新的加工技术,在国民经济中模具技术所占有的比重越来越大，在某些原因上取决了中国机械制造业在21世纪的市场征服力，因而，我们中国人要很重视模具技术并且要采用得力的措施，使模具技术在中国得到长足发展。
2工艺设计
2.1 零件及其冲压工艺性分析
零件对冲压工艺的适应性就是冲裁件的工艺性。该工件的材料是08F，属于低碳钢。这里我们用08F的冷轧钢板来当坯料，尺寸是1500mm ×600mm。选这种钢板的原因是它的的冲压性能比较好，它的抗剪强度是220~310MPa，抗拉强度是280~390 MPa。
加工精度需求是8
IT级，在冲裁过程中它的尺寸公差等级是3
ST级。
原始设计题目如“图2.1-1”所示：
图 2.1-1冲件零件图
2.1.1冲压工艺及模具设计的内容及步骤
这一次的冲压件的坯料是板料，板料的冲压简介见下文：
板料冲压：是让模具在压力机的作用下让坯料分离或者变成自己需要的形状。坯料厚度通常低于4mm，一般板料冲压都是在常温下生产，所以又叫做冷冲压。
原材料：有较好的可塑性的金属。
板料冲压的特点：
（1）冲裁件的生产方式简单快捷，生产效率和质量都很高。
（2）冲裁件的外表质量好，尺寸也精确，互换性好，加工出来后一般不需要二次加工就可以使用。
2.2 确定工艺方案
确定零件的工艺路线就是我们这词设计的工艺方案，大概内容是确定工作顺序的安排、工序组合和确定工序数等。
2.2.1 冲裁工序的组合
依照工序的组合程度冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种方式。
(1) 生产批量
模具的生产成本在制件的成本里占有很大的比例，因而，冲裁工序的组合程度通常取决于零件的生产批量，也就是零件的生产批量决定了模具的结构。
(2) 冲裁件尺寸精度
用复合冲裁模具加工出来的零件一般公差等级高，还有外形比较平整。
(3) 对工件尺寸、形状的适应性
冲裁工序的安培也要取决于工件的外形复杂程度和精密度的要求，还有零件的外形是否对称也将会影响冲裁工序的组合。
为最终方案。
2.2.2 冲裁件结构工艺性
冲裁件的结构工艺性主要包括以下几方面：
（1）零件的形状要尽量的简单，结构要尽量对称，这样的好处是容易排件，提升材料的利用率。
（2）零件要尽可能的避免尖角，我们可以设计用圆角来过度，这样可以减少模具的磨损。
2.3主要参数的计算
2.3.1冲裁力
冲裁加工过程中坯料所受到的最大剪切力我们把它叫做冲裁力。
在这里由于刃口的磨损老化，凹凸模配合的间隙不一致，坯料的厚度不均匀，所以加工过程中的实际的冲裁力要比我们计算出来的冲裁力
大30%。
平刃口模具加工的时候的计算方法：
τLt F = （2.1）
“式（2.1）”中 F ——冲裁力()N ；
L ——冲裁件周长(mm )； t ——材料厚度()mm ；
τ——材料剪切强度()MPa ；
实际的冲裁力：
b
Lt Lt F F στ≈==3.13.1冲
（2.2）
“式（2.2）”中 b σ—材料的抗拉强度()MPa ⑴ 冲孔时的冲裁力
()N t L F b 48.223442952.112.6311冲=??==σ
()N t L F b 48.223442952.112.6322冲=??==σ ()N t L F b 36.215372952.184.6033冲=??==σ
()N F F F F 32.6622636.2153748.2234448.223443冲2冲1冲冲=++=++=
⑵ 落料时的冲裁力
()N Lt F b 36.1234892952.184.348落=??==σ
⑶ 卸料力、顶件力 卸料力的计算：
()()()
N F F K F 63.758836.12348932.6622604.0落冲卸卸=+?=+=
（2.3）
()()()
N F F K F 94.1138236.12348932.6622606.0落冲顶顶=+?=+=
（2.4）
“式（2.4）”中 冲F —冲裁力()N ；
顶F —顶件力()N ；
卸K 顶K —卸料力、顶件力系数；
由于我们用的是弹性卸料装置，而常见的弹性卸料装置卸料力都很
小，通常用在坯料厚度低于1.5的零件。这一次毕业设计的零件的厚度为1.2mm ，冲裁力比较小，所以在这里我们采取弹性卸料装置和从上出料方式的复合冲裁模具。
()N F F F F 25.20868794.1138263.758868.189715顶卸冲公称=++=++=∴
2.3.2 材料的周长和面积
周长：
L 102122726310472321095136++++++++++++++++=πππππ()()()2
54321矩工件2
52
4232
22
164.247068.30512.33312
.32356.392100390068.305244.3121544.317812.3331244.316106188182
1
12.3232441
4415101868182156.39244.336111002105mm S S S S S S S mm S mm S S mm S mm S =-----=-----==?-?+-?==?-?+?+?==???? ??-?-?+?+?=
=-?==??=π
2.3.3 材料的经济利用
A 排样设计原则 (1)提高材料利用率
一般零件的生产批量较大，产率也很高，而坯料的成本大约占成本
的百分六十，所以材料的利用率很重要。
(2)改善操作性
我们在零件生产过程中，要尽量少的翻动零件，当材料利用率产不多的时候，要优先选择料宽度小和进距小的排样方法。
(3)要尽量简化模具的构造，提高模具的寿命。
(4)保证冲裁件质量。
B 排样方式的选择
方案1：多废料排样这种排料方式会使模具的使用寿命长，可是材料的利用率低，零件的外形尺寸都是由冲模来决定的。
方案2：低废料排样这种排料方式会造成生产出来的零件质量度，而且会降低模具的寿命，原因是由于剪切条料和定位误差造成的，但优点是坯料利用率大，模具的构造较简单。
方案3：无废料排样这种排料方式会使模具的寿命更低，零件的质量更差，但是模具的构造更简单。
经过上面叙述的三种方案，权衡利弊后我决定选用方案一。
材料的利用率通常是由排样的的合理性来决定的。工件材料08F的轧制薄钢板，其尺寸为1500mm600
?mm。
排样方法：
这次设计我们用到直排的方式，如下图：
图2.3-2 材料的排样
板料mm
mm600
1500?，长度方向上()9
+
÷
156
6.3
1500≈
通过计算每块板料可以分割成九块条料。每块条料上排()195.129600≈+÷各工件。因此，整个板料上共171919=?各工件。
衡量排样的利用率和排样的经济性，见下面公式：
%1000
0?=
b L nF
η
（2.5）
“式（2.5）”中： F —冲裁件面积2mm ；
n —材料上冲件总数；
0L —板料长度mm ；
0b —板料宽度mm ；
降低废料的大小是增加材料利用率的方式，生产加工过程中有两种废料，一种被称为结构废料，另一种被称为工艺废料。 材料的利用率：
%86%100600
1500156
29171=????=
η
%14%861=-
也就是说工艺废料为14%
%47%100600
150064
.2470171=???=
η
%39%47%141=--
有计算可以看出零件有百分之三十五的结构废料，而结构废料的多少取决于零件的本身外形，无可避免。 2.3.4压力中心的计算
计算步骤：
⑴ 先按一定的比例画出模具加工部分的剖面图； ⑵ 在画好的图里任意地方建立坐标系x —y ；
⑶ 把轮廓线分成n 小段，分别算出每个基本段的长度，n l l l l 321、、；
⑷ 通过算法我们可以得到基本线段的中心到y y -轴的长度n x x x 21及到x x -轴的长度n y y y 21；
⑸ 依据“同轴线力矩的分力和等同于各力矩的和”的理论，可以
求出模具的压力中心到x x -轴和y y -轴的长度。
到y y -轴的距离：
（2.6
）
到x x -轴的距离：
n
n
n l l l l y l y l y l y l y ++++++++=
3213322110 （2.7）
我们把零件个分成四十一个小段，x 轴在1l 上，y 轴在2l 的中心，每
个小段的长度如下：
如“图2.3-3”所示：
图2.3-3
n
n
n l l l l x l x l x l x l x ++++++++= 32133221
10
mm
l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm
l mm l mm l mm l mm l mm l mm l 28.61428.61028.61228.6728.6631056.12728.63291051362019181716151413121110987654321====================
直线的中心即为这条线段的中心，圆弧的中心可以按照如下的式子计算出来：
s
b R
Z =
（2.8）
“式（2.8）”中：Z —重心到圆心的距离；
b —弦长；
s —弧长；
R —圆弧半径；
于是求得各圆弧的重心如下：
35333126242220181614126、、、、、、、、、、、l l l l l l l l l l l l 均为mm R 4=2
π
α=
圆
mm
l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l mm l 51020242828.6728.61228.614282628.6828.61228.610414039383736353433323130292827262524232221=====================
弧，其Z 值相同，ππ
22
、24==
=R s mm b
mm s b R
Z 6.3282244==?==π
π 8l 为πα==、4R 的圆弧，其中mm 8=b
mm s b R
Z 55.28
48418==?==∴π
π 利用下列两个公式计算工件的压力中心：
（2.9）
n
n
n l l l l y l y l y l y l y ++++++++=
3213322110
（2.10）
()()()()()+-?+-?+-?+-?+?=
92
.5165932759701065531360x
()()()()()+
-?+-?+-?+-?+-?92.51621326103556.1239745.4028.6()()()()()+
-?+-?+-?+-?+-?92
.516211255.2928.631755.2928.6246()()()+?+?+-?+-?+-?92.51655
.928.601455.928.6111045.1228.6
+
?+?+?+?+?+?92.51655
.2928.631855.2928.6211245.1228.61110+
?+?+?+?+?+?+?92
.51655
.6728.6591245.4028.639143528212246n
n n l l l l x l x l x l x l x ++++++++=
3213322110
92
.51671
576108120692457261855.6728.6697?+?+?+?+?+?+?+?7
96.692.51682
.3599≈==
+
?+?+?+?+?+?+?=
92
.5165
.21745.1528.614325.995105.2501360y +?+?+?+?+?+?92.5165
.14755.2028.62265.233251055.2756.12
+?+?+?+?+?+?92.51625
1455.2328.6161045.828.671245.828.6
+?+?+?+?+?+?92.51615
845.828.671245.828.6161055.2328.6
+
?+?+?+?+?+?92
.51645
.928.65.1814252824223655.2128.692
.5165
.25510152252424223855.2128.65.15745.928.6812?+?+?+?+?+?+?+?+?+?121.1292
.51604
.6272≈==
2.4 选择冲压设备
2.4.1 常用压力机的分类
压力机通常可以分为很多类,依据不一样的观念压力机可以分为不一样的种类。例:依据驱动滑块力我们可以分为机械类、液压类、气动类这三种。
2.4.2 压力机类型的选择
我们主要依据冲压工艺的特点、模具的外形、工件尺寸精度和所需要的生产量还有生产的安全要求来选择压力机。 2.4.3 确定设备规格
(1) 我们要依据零件的外形和毛坯件的大小来确定选用压力机的行程。
(2) 冲压模的平面大小应该小于压力机的工作台的尺寸，并且还要
多出来一部分安装夹紧的尺寸，如果工作台和模具平面的面积差距太悬殊,对工作台的加工也是有害的。
(3) 压力机的封闭高度要和我们这一次设计的模具的封闭高度是相对应的。
在模具设计过程中，模具的封闭高度要对应以下公式：
mm
H H mm H 105min 0max +≥≥-
（2.11）
在没有特别的情况的时候我们要用上限值，最好取：0H L H 3
1min +≥,这样做是免于连杆的调节长度过于长，而使螺纹被破坏。
通过上面的叙述和计算，又因为这一次的所设计的零件比较小，对精度的需求也不是很精密，所以这里我们选用的是开式曲柄压力机。
参数如下：
公称压力/kN 250 固定行程/mm 80 调节行程/mm 80 行程次数/(次/min ) 100 最大闭合高度/mm 250 闭合高度调节量/mm 70 工作台尺寸/mm 左右 560 前后 200 工作台孔尺寸/mm 左右 260 前后 130 直径 180 工作台板厚度/ 70
模柄孔尺寸(直径?深度) φ50?70
凹模冲压模具设计
目录 前言 (1) 设计内容..............................................................................２１、工艺性分析 (2) ２、工艺方案得确定 (2) ３、模具结构形式得确定.........................................................２4、工艺设计........................................................................３(１)计算毛坯尺寸 (3) (2)画排样图 (3) (3)计算材料利用率 (4) (４)计算冲压力..................................................................５(５)初选压力机 (5) (６)计算压力中心 (5) (７)计算凸凹模刃口尺寸………………………………………………６ (8)卸料板各孔口尺寸 (6) (9)凸模固定板个孔口尺寸 (6) 5、模具结构设计 (6) (１)模具类型得选择 (6) (2)定位方式得选择 (6) (3)凹模设计……………………………………………………………６ (4)凹模刃口与边缘得距离 (6) (5)确定凹模周界尺寸…………………………………………………７ (6)选择模架及确定其她冲模零件尺寸………………………………７ 6、绘制典型零件图与装配图 (8) 7、结束语 (9) 致谢 (9) 参考文献 (10) 前言
随着经济得发展,工业产品技术得也在不断发展,各行各业对模具得需求量越来越大,技术要求也越来越高、虽然模具种类繁多,但在“十一五"期间其发展重点应该就是既能满足大量需要,又具有较高得技术含量,特别就是目前国内尚不能自给、需大量进口得模具与能代表发展方向得大型、精密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件得种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业得发展有重大影响.因此,一些重要得模具标准件也必须重点发展,而且其发展速度应快于模具得发展速度,这样才能不断提高我国得模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期及降低成本。由于我国得模具产品在国际市场上占有较大得价格优势,因此对于出口前景好得模具产品也应作为重点来发展。而且应该就是目前已有一定基础,有条件、有可能发展起来得产品.如: 1)大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量得比例正逐年上升,发展潜力巨大.目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展,但技术水平与国外仍有较大差距,总量也供不应求,每年进口几亿美元、 2)主要模具标准件目前国内已有较大产量得模具标准件主要就是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等、这些产品不但国内配套大量需要,出口前景也很好,应继续大力发展、 虽然如此,我国得冲压模具设计制造能力与市场需要与国际先进水平相比仍有较大差距、这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车与大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还就是加工工艺与能力方面,都有较大差距.覆盖件模具,具有设计与制造难度大,质量与精度要求高得特点,可代表覆盖件模具得水平。虽然在设计制造方法与手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定得差距.标志冲模技术先进水平得多工位级进模与多功能模具,就是我国重点发展得精密模具品种、有代表性得就是集机电一体化得铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。 因此我们在学习完飞行器板金成形与模具相关基础课程后,老师让我们进行简单冲压件得模具设计,我们可经通过简单件得设计初步了解一下模具设计得过程。 设计内容 １、工艺性分析
止动片落料冲孔复合模具设计资料
广西大学 《冲压工艺及模具设计》课程设计 说明书 设计题目止动片落料冲孔复合模具设计 系别机械工程系 专业班级机制082班 学生姓名王猛 学号2008333221 指导教师钟得分 日期2011年12月20日
目录 第一章设计任务 3 第二章工艺分析和方案选择 4 第三章计算冲裁压力、压力中心和选用压力机 6 第四章模具工作部分尺寸及公差 9 第五章零件图 11 第六章装配图 21 感想 23 参考文献 24
第一章 设计任务 1.零件设计任务 生产批量：大批量 材料：H62 材料厚度：0.7mm 工件精度：IT9级 图1 设计该零件的落料冲孔复合模
第二章 工艺分析和方案选择 1.冲压件工艺分析 ①材料：该冲裁件的材料是普通黄铜，有良好的力学性能，切削性好，可冲压。 ②零件结构：结构简单，2×Φ9孔和圆弧R20，适合冲裁。 ③尺寸精度：该冲裁件精度为IT9级。 结论：适合冲裁. 2.分析比较和确定工艺方案 2.1加工方案的分析. 由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。材料低硬度. 根据止动片（如图1）包括冲孔、落料两道冲压工序。模具形状较为规则即可以在一个工位完成所有工序。可采用以下两种方案可采用以下几个方案： ①方案一（级进模） 止动片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。可采用级进模。 ②方案二（倒装复合模） 将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成冲孔、落料两道工序。采用冲孔、落料倒装复合模（弹性卸料）。 ③方案三（正装复合模） 正装复合模方案完成工序和倒装复合模完成的工序一样。凸凹模在上模。弹性卸料板卸料。 方案比较： 方案一：采用级进模，安全性好，，但是考虑到级进模结构复杂，工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大，装配位置精度要求高，按照实际生产，级进模成本也高。 方案二：倒装复合模，冲孔废料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及时清理。安全性相对较低。但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高,对材料要求不严,可用边角料. 方案三：正装复合模，冲孔废料和工件都落在下模表面，安全性更差。 结论：综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。 2.2模具结构型式的选择 确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足
冲裁模具设计步骤(精)
冲裁模具设计步骤 第一步工作:对所设计模具之产品进行可行性分析 , 以电脑机箱为例, 首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析 (套图 , 确保各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处。 第二步:对产品进行分析采用什么样的模具结构 , 并对产品进行排工序, 确定各工序冲工内容, 并利用设计软件进行产品展开, 在产品展开时一般从后向前展开, 例如一产品需要量五个工序, 则从加工成品开始展开,一直向前四工序、三工序、二工序、一工序,并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。注意, 这一步很重要, 同时要细心。 第三步:依产品展开图进行备料, 在图纸中确定模板尺寸, 包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。注意:如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。可以大大的提高设计效益。如果进行手工计算效率太低。 第四步:模具图的绘制 , 在备料图纸中再制一份出来, 进行各组件的绘制,并且加入线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙, 一定不能忘记。尺寸的标注也是一个非常重要的工作。 第五步:校对 设计实例 1 冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工 序,下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。零件简图:如图 3-1所示. 名称:垫圈
生产批量:大批量 材料:Q235钢 材料厚度:2mm 要求设计此工件的冲裁模。 图 3-1 一 . 冲压件工艺分析 该零件形状简单、对称, 是由圆弧和直线组成的。根据冲模手册表 2-10、 2-11查得,冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT14,孔中心与边缘距离尺寸公差为 ±0.1mm .将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较, 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证. 其它尺寸标注、生产批量等情况, 也均符合冲裁的工艺要求, 故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。 方案一:采用复合模加工。复合模的特点是生产率高, 冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高, 冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂, 制造精度要求高, 成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二:采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,
冲压模具设计
设计题目： 零件图：
前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分。若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即321L L L ?=?=?，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图1所示) 。这些变化主要表现在： 图 1 ⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 (2) 圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越
向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 盒形件拉深有以下变形特点： σ的分布是不均匀的。在圆角部分最大，直 (1) 凸缘变形区内径向拉应力 1 σ也远小于相应的圆筒形件的拉应力。边部分最小。即使在角部，平均拉应力 1 因此，就危险断面处载荷来说，矩形盒拉深时要小得多；对于相同材料，矩形盒拉深的最大成形相对高度要大于相同半径的圆筒形零件拉深时的最大成形相对高度。 (2) 由于直边和圆角变形区内材料受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角处，并且，直边处材料的径向伸长变形小而圆角处材料的径向变形大，使变形区内两处材料的变形量不同，直边处大于圆角处。由此引起两处位移速度差，因而必然诱发出切应力（图2），以协调直边与圆角处的变形。 图2 盒形件拉深时的应力分布 σ的分布也是不均匀的。从角部到中间直 (3)在毛坯外周边上，切向压应力 3 σ的数值逐渐减小。通常情况下，起皱都发生在角部，但是起边部位，压应力 3 皱的趋势要小于拉深相应圆筒形件时的情况。 常用相对圆角半径r/B表示矩形盒的几何形状特征，0 复合模设计案例 例题： 零件简图如图1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 材料厚度 :2.2mm 1．冲压件的工艺分析 该零件形状简单、对称 , 是由圆弧和直线组成的。查表得出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12－IT13, 孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.6mm 。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较 , 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。 2．排样 采用直对排的排样方案如图2所示。 由表查得最小搭边值α=3mm 。 计算冲压件毛坯面积 : A=（44×45 + 66×20 + 1/2π×102 )mm 2=3457mm 2 条料宽度:b =120mm+ 3mm × 3+44mm=173mm 步距:h =45mm+3mm=48mm 一个进距的材料利用率 : %83%10048 17334572%100=== x x x x bh nA η 图2 排样图 3．计算冲压力 该模具采用弹性卸料和下出料方式。 1.落料力 F1=Ltσb=(321.4 × 2.2 × 300)N=212 ×103N 2.冲孔力 F2=LMb=(81.64 × 2.2 × 300)N=53.9 × 103N 3.落料时的卸料力 F 卸 =K卸F1 取 K 卸 =0.03 故 F 卸 =(0.03 × 212 × 103)N=6.36 × 103N 4. 冲孔时的推件力 取凹模刃口形式 ,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/2.2mm＝2 个 查表K推 =0.05 F推 =(2 × 0.05 × 53.9 × 103)N=5.39 × 103N 选择冲床时的总冲压力为 : F总 =F1+F2+F 卸 +F 推 =277.6kN 4.确定模具压力中心 按比例画出零件形状 , 选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称 , 即 Xc=0 。故只需计算 Yc，可以求出Yc=46.27mm。 5．计算凸、凹模刃口尺寸 查表得间隙值 Zmin=0.34,Zmax=0.39 对冲孔φ26mm 采用凸、凹模分开的加工方法 , 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 : 查表得凸、凹模制造公差 :δ凸 =0.02mmδ凹 =0.025mm 冷冲压模具设计步骤 冷冲模设计的一般步骤如下： 1 ．搜集必要的资料 设计冷冲模时，需搜集的资料包括产品图、样品、设计任务书和参考图等，并相应了解如下问题： l ）了解提供的产品视图是否完备，技术要求是否明确，有无特殊要求的地方。 2 ）了解制件的生产性质是试制还是批量或大量生产，以确定模具的结构性质。 3 ）了解制件的材料性质（软、硬还是半硬）、尺寸和供应方式（如条料、卷料还是废料利用等），以便确定冲裁的合理间隙及冲压的送料方法。 4 ）了解适用的压力机情况和有关技术规格，根据所选用的设备确定与之相适应的模具及有关参数，如模架大小、模柄尺寸、模具闭合高度和送料机构等。 5 ）了解模具制造的技术力量、设备条件和加工技巧，为确定模具结构提供依据。 6 ）了解最大限度采用标准件的可能性，以缩短模具制造周期。 2 ．冲压工艺性分析 冲压工艺性是指零件冲压加工的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小（最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形）、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见，经产品设计者同意后方可修改。 3 ．确定合理的冲压工艺方案 确定方法如下： l ）根据工件的形状、尺寸精度、表面质量要求进行工艺分析，确定基本工序的性质，即落 料、冲孔、弯曲等基本工序。一般情况下可以由图样要求直接确定。 2 ）根据工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3 ）根据各工序的变形特点、尺寸要求确定工序排列的顺序，例如，是先冲孔后弯曲还是先弯曲后冲孔等。 4 ) 根据生产批量和条件，确定工序的组合，如复合冲压工序、连续冲压工序等。 5 ) 最后从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，并填写冲压工艺过程卡片（内容包括工序名称、工序数目、工序草图（半成品形状和尺寸）、所用模具、所选设备、工序检验要求、板料规格和性能、毛坯形状和尺寸等）: ; 4 确定模具结构形式 确定工序的性质、顺序及工序的组合后，即确定了冲压工艺方案也就决定了各工序模具的结构形式。冲模的种类很多，必须根据冲件的生产批量、尺寸、精度、形状复杂程度和生产条件等多方面因素选择，其选原则如下： l ）根据制件的生产批量确定采用简易模还是复合模结构。一般来说简易模寿命低，成本低；而复合模寿命长，成本高。 2 ）根据制件的尺寸要求确定冲模类型。 若制件的尺寸精度及断面质量要求较高，应采用精密冲模结构；对于一般精度要求的制件,可采用普通冲模。复合模冲出的制件精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。 3 ）根据设备类型确定冲模结构。 拉深加工时有双动压力机的情况下，选用双动冲模结构比选用单动冲模结构好很多 XX大学 毕业设计 姓名：XXX 班级：XXXXXX 学号：XXXXXX 指导教师：XXXX 日期：2014年5月13日 任务书 题目：压圈落料冲孔模 内容：（1）冲压件工艺性分析； （2）确定工艺方案和必要的工艺计算 （3）主要零部件的设计 （4）冲压设备的选择 原始资料： 2014 年5月13日 目录 1、冲压件的工艺性分析 (4) 2、工艺方案确定 (4) 3、必要的工艺计算 (6) 3.1 排样设计 (6) 3.2 计算凸、凹模刃口尺寸 (7) 3.2.1落料凸、凹模刃口尺寸的计算 (7) 3.2.2 冲内孔凸、凹模刃口尺寸的计算 (8) 3.3 冲裁力的计算 (9) 3.4 压力中心的计算 (10) 4、模具的总体设计 (11) 5、模具主要零部件的结构设计 (11) 5.1 凸、凹模的结构设计 (11) 5.1.1 落料凹模的设计 (11) 5.1.2 冲孔凸模的设计 (12) 5.1.3 凸凹模的结构设计 (13) 5.2 卸料弹性元件的设计 (14) 5.3 卸料板的设计 (15) 5.4 垫板的选择 (15) 5.5 推件块的设计 (16) 5.6 挡料销的选择 (16) 5.7 顶杆、打杆、推杆的选择 (17) 5.8 模架和紧固件的选择 (17) 6冲压设备的选择 (18) 7 绘制模具总装图 (19) 参考文献 (20) 冲孔、落料复合模设计 原始资料： 工件名称：压圈落料冲孔模 生产批量：大批量 QQ:916863717 材料：Q235 厚度：2mm 工件如图1 图1 压圈 一冲压件工艺性分析 冲裁件为Q235钢，是碳素结构钢，强度较高，零件外形简单，内孔较复杂，整个零件形状对称，为提高模具的寿命，建议将内孔90o的尖角改为工艺圆角，工件最小圆角R≥0.25 x t=0.25 x 2=0.5，因此可以改成R1的圆角。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11～IT14,零件图上尺寸均为标注尺寸偏差，属于未注公差尺寸，可按IT14级确定工件的公差。 二工艺方案的确定 压圈零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料，可拟订出以下三种工艺方案。 方案一：两个单工序模分别两次加工，即：落料—冲孔。 方案二：冲孔、落料复合模。 摘要 本次设计的是复合冲裁模，复合冲裁是在冲床的一次冲压过程中可以同时完成两步或两步以上的工序。该复合冲裁模将落料、冲孔两步工序在一起完成。该模具选取了合理的凸、凹模间隙及最佳的模具设计结构完成工件的加工要求。它具有操作方便、一次成形、生产效率高的特点。阐述了零件冲压复合模具的整体结构及其工作过程，为保证冲裁件的质量，指出了复合模具设计和加工注意的要点。该设计思路可扩展应用到其它类似零件的冲裁加工中。 关键词：模具设计；模具加工；冲压； 复合冲裁模；模具结构； Abstrast In this paper , a compound die is designed .The compound die can produce two parts or more by one punching procedure .It introduce the design and way of fine blanking and chose the blanking clearance between punch and matrix .The best structure is introduced to complish the desire of the making https://www.360docs.net/doc/b09898597.html,pared with the traditional dies ,this whole structure and working process of the die were stated,and the main points method can be used to the forming of other similar parts. Key Word:die design; die manufacturing; stamping; compound die; structure so the structing of die. 1—下模座2、15—销钉3凹模4套5 导柱 6 导套 7 上模座 8卸料板9橡胶10凸模固定板 11—垫板12—卸料螺钉13—凸模14 —模柄 16、17螺钉图2.0.1 冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图 复合模的基本结构 1—凸模；2—凹模；3—上模固定板； 4、16—垫板；5—上模座；6—模柄； 7—推杆； 8—推块； 9—推销； 10—推件块；11、18—活动档料销； 12—固定挡料销13—卸料板 14—凸凹模；15—下模固定板； 17—下模座；19—弹簧 1-下模座；2、5-销钉；3-凹模；4-凸模 1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板；5-靠板6-上模座；7-顶杆；8-弹簧；图3.4.2 L形件弯曲模 9、11-螺钉；10-可调定位板 1．冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。（×） 2．冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。（×） 3．形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。（×） 4．对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。（×） 5．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 6．利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。（∨） 7．采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。（×） 8．冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。（∨）9．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。（×） 10．模具的压力中心就是冲压件的重心。（×） 11．冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。（×） 12．在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。× 13．凡是有凸凹模的模具就是复合模。（×） 14．在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。（×） 15．导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。（×） 16．侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。（×） 17．侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。× 18．对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。（×） 19．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 20．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 21．凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。（×） 22．在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。（∨） 23．在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。（×） 24．模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。（×） 25．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 26．精密冲裁时，材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。（∨） 27．在级进模中，根据零件的成形规律对排样的要求，需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形工位之前冲出。（×） 28．压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。× 1 、自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。（× ） 2 、从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。（∨） 3 、窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。（× ） 4 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（× ） 5 、弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。（× ） 6 、对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。 r/t 愈大，增大量愈× 7 、弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。（× ） 8 、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。（∨） 9 、减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。（× ） 10 、采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。（∨） 11 、塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。（∨） 12 、经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。（× ） 13 、在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。（∨） 14 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。（× ） 15 、一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制作用愈大，则回弹就大。（× ） 16 、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。（× ） 17 、弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。（∨） 18 、当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与 板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。（× ） 19 、在弯曲 r/t 较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。（× ） 1绪论 1.1冲压的概念、特点及应用 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后， 已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的用。 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方一隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 （1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十 次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好,具有一模一样”的特征。 （3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 题目典型冲压复合模具设计 摘要 模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志。模具在国民经济中占有很高的比重，在飞机、汽车、发动机、电机、电器、电子、仪表和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。 本文采用Solidworks三维设计软件进行顶罩的冲压工艺分析及复合模具的设计。按照冲压复合模具的设计步骤,进行工艺分析，确定冲压工序和排样图，根据计算规则计算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及冲压力等。计算完成后，按照零件计算结果绘制模具零部件三维图、工程图及模具装配图。通过上述过程最终完成片状弹簧冲压复合模具的设计。 关键词：顶罩；冲压工艺；复合模；Solidworks Abstract Mold & Die Industry is an important basis for national industry, the design and manufacture of mold level is an important indicator to measure the comprehensive manufacturing capabilities of one nation. The molds has occupies an important place in the national economy. In aircraft, automobiles, engines, motors, electrical appliances, electronics, instrumentation and communications products, 60% ~ 80% of the parts depend on the mold to formation. The three dimensional software Solidworks is used to design the stamping progressive die of the cover. Based on the design process of the progressive die, the stamping technique of the sheet spring has been analyzed, and the stamping step and the layout diagram has been established, then the dimension of blank, the dimension of punch and cavity die, the stamping force have been calculated. The three dimensional model, engineering drawing of the mold components, and the assembly drawing of the progressive die have been drew based on the calculation result. Keywords: cover; stamping process; compound die; solidworks 第二节冲压工艺与模具设计实例 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺与模具设计 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图，材料Q215钢，厚度1.5mm，年生产量5万件，要求编制该冲压工艺方案。 ⒈零件及其冲压工艺性分析 mm的凸包定位且焊接组合在车架的电气元件支架上，腰圆孔用于摩托车侧盖前支承零件是以2个9.5 侧盖的装配，故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整。 图12-1侧盖前支承零件示意图 该零件端部四角为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装配使用情况，为了改善落料的工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为2mm。此外零件的“腿”较长，若能有效地利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹，则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。 腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为2.5mm。大于材料厚度（1.5mm），从而腰圆孔位于变形区之外，弯曲时不会引起孔变形，故该孔可在弯曲前冲出。 ⒉确定工艺方案 首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合理的弯曲方法十分重要。 (1) 弯曲变形的方法及比较该零件弯曲变形的方法可采用如图12-2所示中的任何一种。 第一种方法(图12-2a)为一次成形，其优点是用一副模具成形，可以提高生产率，减少所需设备和操作人员。缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形，零件表面擦伤严重，且擦伤面积大，零件形状与尺寸都不精确，弯曲处变薄严重，这些缺陷将随零件“腿”长的增加和“腿”长的减小而愈加明显。 第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角，然后在另一副模具上弯曲中间两角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和的多，但回弹现象难以控制，且增加了模具、设备和操作人员。 第三种方法(图12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45°，然后在另一副模具上弯曲成形，这样由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹，故零件的形状和尺寸精确度高。此外，由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力较小，零件的表面质量较好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件的成形特别有利。 任务：冲裁模的设计 名称：垫片 材料：45钢（冷轧，退火） 料厚：1mm 批量：100万件/年零件见图1-1 1—1 一、垫片冲压工艺分析 1、产品结构形状分析由图1-1可知，产品为圆片冲孔。产品形状简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔原零件边缘之间最小距离c 满足c>1.5t要求。 2、产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 ①要求普通冲裁件的尺寸精度低于IT13级，现在产品的射击精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。 ②冲裁件断面质量。因为一般用普通冲裁方式冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5—3.2um,毛刺允许高度为0.01— 0.05mm；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。 3、产品材料分析对于冲压件材料的一般要求力学性能是强度低、塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是45钢，属于优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经退火 后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格的要求，所以尽量采用公家标准的板材，期冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。 经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 4、产量100万件/年。 由于产品的生产纲领100万件/年可知，产品批量为大批量，很适合采用冲压加工方法，最好采用复合模或连续模，若是能加上自动送料装置，会大大提高生产效率，降低成本。零件如上所有尺寸均未标注公差，可按IT14确定工件尺寸公差。查标注公差数值表（GB/T 1800.3—1998）各尺寸公差为 二、垫片冲压工艺方案的确定和模具结构类型 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： ①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 ②落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 ③冲孔—落料连续冲压，采用基金膜生产。 方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁和级进冲裁方式。为更好地保 【范例】 (1）题目：东风ＥQ－1０90汽车储气简支架 (2）原始数据 数据如图7—１所示。大批量生产，材料为Q２15，t=３mm。 图7-1零件图 (３)工艺分析 此工件既有冲孔,又有落料两个工序。材料为Q23５、ｔ=３mm的碳素钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁,工件结构中等复杂,有一个直径φ44mm的圆孔,一个６0mm×26ｍｍ、圆角半径为R6mｍ的长方形孔和两个直径13ｍm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求,孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于８mm。工件的尺寸落料按ＩTll级，冲孔按IＴ10级计算。尺寸精度一般,普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序,可有以下三种工艺方案。 方案一:先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单,制造方便,但需要两道工序，两副模具,成本相对较高，生产效率低,且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需 要。故而不选此方案。 方案二:级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂,成本较高,一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案,势必会增大模具尺寸，使加工难度提高,因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述,本套模具采用冲孔一落料复合模。 (５)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性,正装式复合模成形后工件留在下模,需向上推出工件,取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模,只需在上模装一副推件装置,故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 ａ.排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 ２所示。 b.确定搭边值查表,取最小搭边值:工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=５；为了方便计算取ａl ＝3。 c. 确定条料步距步距:２５7.5mm,宽度：250+5+5=260mm ． ｄ.条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e.画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-３所示。 1 绪论 1.1 冲压的概念、特点及应用 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的用。 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方一隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 （1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。 （3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 目录 一、设计任务书 (2) 二、冲压工艺性及工艺方案得确定 (3) 三、主要设计计算 (4) 四、模具总体设计 (8) 五、主要零部件设计 (8) 六、冲压设备得选定 (12) 七、设计小结 (13) 八、参考文献 (1) ３ 一、课程设计任务 一、题目:冲孔、落料复合模 二、零件: 材料:Q235 厚度:2。0ｍm 批量:大批量 三、任务内容: (一)工艺设计 １、工艺审查与工艺分析 2、工艺计算: ①毛胚计算 ②工序件计算或排样图 3、工艺方案得确定 ①工序得确定 ②基准与定位方式得选择 （二）模具设计 1、总图 2、零件图 二、冲压工艺性及工艺方案得确定 一、工艺性分析 1、材料零件得材料为Q235普通碳素钢,具有良好得冲压性能,适合冲裁。 2、结构该零件属于较典型冲裁件,形状简单对称、孔边距远大于凸、凹模允许得最小壁厚(见参考文献①表２、９、５),故可以考虑复合冲压工序。 3、精度零件外形:８0±0.０７属于１0级精度,60±0、05属于９级精度、零件内形: 属９级精度、孔间距:42±0。０８属１1级精度(均由参考文献精度②附录一查得)。因零件边有90o得尖角,应以圆弧过渡,查参考文献①表２.7、1取r=0.5ｍm、零件精度较高,模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。 4、结论可以冲裁、 二、冲压工艺方案得确定 该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下三 种工艺方案: 方案①:先落料、再冲孔。采用单工序模生产、 方案②:落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产、 方案③:冲孔—落料级进冲压、采用级进模生产。 方案①模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才能完成零件得加工,生产效率较低,难以满足零件大批量生产得需求、方案②只需要一套模具,冲压件得形位精度与尺寸易于保证,且生产效率也高、尽管模具结构较方案①复杂,但由于零件得几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案③也只需要一套模具,生产效率高,但零件得冲压精度不易保证。通过以上三种方案得分析比较,对该冲压件生产以采用方案②为佳。 三、主要设计计算 (1)排样方式得确定及计算 查参考文献①表2。5、2,查得:取两工件间得最小搭边:a １=2、０mｍ侧面搭边值:a=2.２ｍm 由下表计算可知条料宽度ｍｍ,步距6２、2ｍm、查参考文献③第8页选取t=2。0mm,950mm２0０0mm得钢板、一个步距材料利用率90。３％(计算见下表)。每条钢板可剪裁为11张条料(85。5mｍ 2、2、冲裁复合模案例
冲压模具设计步骤
压圈复合模具设计
模具毕业设计30复合冲裁模模具设计说明书
冲压模具设计装配图
拉深冲孔复合模具设计
典型冲压复合模具设计
冲压模具设计实例讲解
冲裁模复合模模具设计
《冲压模具课程设计》范例
拉深冲孔复合模具设计.
冲压模具设计-冲裁模